[發明專利]一種富氫水濕法煉銅的方法

在審

• 申請號: 201911321659.6
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111172406A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 曾紀晴
• 申請（專利權）人: 中國科學院華南植物園
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00;C22B3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種富氫水濕法煉銅的方法。該方法的主要特征是，利用堿性富氫水與濕法煉銅工藝獲得的硫酸銅溶液在常溫常壓下反應，沉淀或離心即可獲得金屬銅。該方法適用于濕法煉銅工藝中取代氫氣高壓釜與電積工藝。該方法操作簡單、成本低廉、高效環保，具有很好的環境和經濟效益。

技術領域

本發明屬于煉銅化工技術領域，尤其涉及一種富氫水濕法煉銅的方法。

背景技術

銅是重要有色金屬之一。銅的冶煉方法分為火法和濕法兩大類。銅冶金技術的發展經歷了漫長的過程，但至今銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產量約占世界銅總產量的85％。隨著濕法煉銅技術的進步，用濕法工藝生產的銅，占總產量的比例在不斷增加，濕法煉銅的生產規模在飛速發展。由于濕法煉銅工藝簡單、成本低、能耗低、污染少，將能處理多品種多品位銅礦石等特點，將來很有可能濕法煉銅勝過火法煉銅。

目前，濕法煉銅視含銅物料的銅礦物形態、銅品位、脈石成分的不同，主要有以下三種生產工藝：(1)硫化銅精礦-硫酸化焙燒-廢電解液浸出-浸出液凈化-不溶陽極電解；(2)氧化銅礦石、含銅廢石-分層堆浸-溶液凈化-有機溶劑萃取-廢電解液反萃取-凈液-不溶陽極電解；(3)高MgO，CaO氧化銅礦或硫化礦氧化焙砂-加壓氨浸-溶劑萃取-廢電解液反萃取-電積產出電積銅，或反萃液蒸氨后生產硫酸銅，或氨浸液直接蒸氨鍛燒生產CuO粉。

不論哪種生產工藝，中間產物都會形成硫酸銅溶液。如何從硫酸銅溶液中提取銅，目前要么直接進行電解沉積，要么經過有機溶劑萃取與反萃取提純之后再進行電積，或者利用鐵屑置換銅。電解技術的主要問題是能源消耗和對環境造成的影響。對環境的影響主要是指電解產生的危險性和潛在的有害的副產品(如鉛和有害酸霧等)。用鐵屑置換銅則會產生硫酸鐵廢液，難以處理，污染環境。

20世紀50年代以來，在工業上用氫氣還原生產銅、鎳和鈷等金屬，取得了顯著的經濟效益和社會效益。目前利用氫氣還原生產銅的工藝必須使用高壓釜，直接通入氫氣在高溫高壓下進行反應。該工藝的優點是，流程簡單，設備投資少，操作方便，產品質量好，產值較高，不存在雜質積累問題，排放的尾液中的主要重金屬離子含量均控制在極低的范圍內，基本不污染環境，具有良好的環境和經濟效益。其不足之處是，不僅需要投入高壓釜設備，而且直接使用氫氣讓生產操作變得危險與復雜。

發明內容

本發明的目的就是為了克服現有技術的不足，提供一種富氫水濕法煉銅方法，該方法簡單、廉價、高效、環保，具有很好的環境和經濟效益。

本發明的目的是通過一下技術方案實現的：

氫氣具有還原性，最典型的代表反應是氫氣還原氧化銅。然而，氫氣的還原性必須在一定條件下才會表現出來，比如氫氣還原氧化銅必須在加熱條件下才會起反應。常溫常壓下氫氣一般不被活化，其還原性難以表現出來。因此，目前利用氫氣還原濕法煉銅的方法，必須在高壓釜中進行。但實際上，我們發現氫氣在常溫常壓下也能夠將銅離子還原成銅單質。但由于常溫常壓下，氫氣難溶于水，把氫氣通入硫酸銅溶液中往往難以將銅離子還原。本發明采用堿性高濃度富氫水，不需要任何設備，在常溫常壓下可以快速將硫酸銅溶液中的銅離子還原成金屬銅：

Cu²⁺+H₂+2OH^-＝Cu+2H₂O

由于超飽和富氫水中加入少量氫氧化鈉即可呈堿性，因此大量氫分子與硫酸銅反應后主要產物是金屬銅和硫酸，以及少量硫酸鈉。

本發明所述的富氫水濕法煉銅方法如下：

(1)依據銅礦不同類型采取相應濕法煉銅浸出工藝，得到硫酸銅溶液或其它含銅離子溶液；

(2)將堿性超飽和富氫水加入硫酸銅溶液或其它含銅離子溶液中，靜置反應30-60min；

(3)沉淀或離心得到金屬銅，干燥得銅粉；